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原创

聊聊分布式搜索引擎技术原理与实践

2024-01-16 06:39:29
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分布式搜索引擎是实现大规模搜索的重要手段。它通过将海量数据和搜索能力分布到不同节点上,实现高性能和高可扩展性。

从技术原理上,主要包括以下几个方面:

  1. 分布式索引

将全量索引数据通过一致性哈希等算法分布到各个索引节点,每个节点只负责部分数据。

  1. 文档采集

定期采集源系统文档,处理成索引结构后同步到各个索引节点。

  1. 索引构建

每个节点本地构建自己负责部分的倒排索引,支持高效检索。

  1. 负载均衡

搜索请求通过负载均衡入口分发到各个索引节点处理。

  1. 结果合并

每个节点处理部分请求后,通过坐标上报或广播方式整合最终结果。

在实践上,可以采用以下设计:

  1. 基于Elasticsearch或Solr实现分布式搜索功能。

  2. 使用消息队列进行文档同步和上报。

  3. 采集程序基于变更日志实时同步文档。

  4. 搜索程序基于RPC或RESTful接口进行请求转发。

  5. 结果合并使用Elasticsearch的子查询或广播合并。

  6. 采用分布式存储如HDFS存储索引与反向索引。

  7. 监控各节点负载,动态扩容缩容节点数。

以上原理和实践可以实现一个高性能和可扩展的分布式搜索系统。

 

这里给分布式搜索引擎增加一些其他技术细节:

  1. 分布式文档存储

将文档内容存储在分布式文件系统中,如HDFS,保证高可靠性和扩展性。

  1. 近实时搜索

支持近实时搜索,采集层通过消息队列实现低延迟同步,搜索层每分钟同步一次增量索引。

  1. 高可用

每个子系统如采集、索引、搜索都使用主从架构增加备份,保证高可用。

  1. 自动扩容

根据负载自动增加或减少各子系统实例数,动态扩展系统吞吐量。

  1. 索引分片

每个主索引自动切分为多个分片在节点间分布,一个搜索请求可以并行搜索各分片。

  1. 文档版本控制

通过文档版本号支持文档的多次更新而非覆盖,方便回溯。

  1. 索引优化

支持索引字段配置优化提高搜索效率,如停用词、分词等。

  1. 联合搜索

支持跨多个子系统或数据源的联合搜索,比如搜索文章和用户信息。

  1. 安全机制

支持用户权限控制,不同用户访问不同级别的搜索资源。

  1. 监控告警

完善的监控指标告警系统,监控各子系统的性能和健康状态。

以上技术都可以帮助构建一个高可用、高性能的分布式搜索系统。

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从技术原理上,主要包括以下几个方面:

  1. 分布式索引

将全量索引数据通过一致性哈希等算法分布到各个索引节点,每个节点只负责部分数据。

  1. 文档采集

定期采集源系统文档,处理成索引结构后同步到各个索引节点。

  1. 索引构建

每个节点本地构建自己负责部分的倒排索引,支持高效检索。

  1. 负载均衡

搜索请求通过负载均衡入口分发到各个索引节点处理。

  1. 结果合并

每个节点处理部分请求后,通过坐标上报或广播方式整合最终结果。

在实践上,可以采用以下设计:

  1. 基于Elasticsearch或Solr实现分布式搜索功能。

  2. 使用消息队列进行文档同步和上报。

  3. 采集程序基于变更日志实时同步文档。

  4. 搜索程序基于RPC或RESTful接口进行请求转发。

  5. 结果合并使用Elasticsearch的子查询或广播合并。

  6. 采用分布式存储如HDFS存储索引与反向索引。

  7. 监控各节点负载,动态扩容缩容节点数。

以上原理和实践可以实现一个高性能和可扩展的分布式搜索系统。

 

这里给分布式搜索引擎增加一些其他技术细节:

  1. 分布式文档存储

将文档内容存储在分布式文件系统中,如HDFS,保证高可靠性和扩展性。

  1. 近实时搜索

支持近实时搜索,采集层通过消息队列实现低延迟同步,搜索层每分钟同步一次增量索引。

  1. 高可用

每个子系统如采集、索引、搜索都使用主从架构增加备份,保证高可用。

  1. 自动扩容

根据负载自动增加或减少各子系统实例数,动态扩展系统吞吐量。

  1. 索引分片

每个主索引自动切分为多个分片在节点间分布,一个搜索请求可以并行搜索各分片。

  1. 文档版本控制

通过文档版本号支持文档的多次更新而非覆盖,方便回溯。

  1. 索引优化

支持索引字段配置优化提高搜索效率,如停用词、分词等。

  1. 联合搜索

支持跨多个子系统或数据源的联合搜索,比如搜索文章和用户信息。

  1. 安全机制

支持用户权限控制,不同用户访问不同级别的搜索资源。

  1. 监控告警

完善的监控指标告警系统,监控各子系统的性能和健康状态。

以上技术都可以帮助构建一个高可用、高性能的分布式搜索系统。

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